Инструкция по сборке Li-ion АКБ 48 В 13 А·ч для электровелосипеда

Что собираем

13S5P — это тринадцать последовательных групп по пять параллельных элементов. Для велосипеда проверьте напряжение системы и максимальный ток контроллера: в нашем примере 48 В и 22 А.

При 22 А на один элемент приходится около 4,4 А. Это расчёт распределения тока, а не подтверждённый ток всей батареи: после сборки ещё проверяют соединения и нагрев.

Чтобы получить тот же комплект из 65 ячеек в подборе, укажите 48 В, Li-ion, 12,5 А·ч, 22 А и DMEGC 26E. Калькулятор считает по минимальной ёмкости. Запрос «не менее 13 А·ч» даст уже 6P, то есть 78 элементов.

Габариты и пробег

BMS вертикально в торце блока

BMS стоит справа, вдоль торца. На раскладке она занимает 15×69 мм, её размер по высоте блока — 57 мм.

На сколько хватит заряда

Комплектующие

DMEGC 26E · 65 шт.

65 одинаковых элементов 18650. Типовая ёмкость — 2600 мА·ч, минимальная — 2500 мА·ч. Артикул 1337.

Элементы на сайте

BMS 13S · 1 шт.

Li-ion 13S / 30 А, общий порт, шлейф в комплекте. Артикул 95. Для прикидки берём указанные в описании 69×57×15 мм. На фото указан другой размер; модель JBD и фактический габарит надо сверить на поставляемой плате.

BMS для 13S

Зарядное · 1 шт.

54,6 В / 2 А для Li-ion 13S. Штекер DC 5,5×2,1, плюс в центре. Артикул 1707.

Зарядное 54,6 В / 2 А

Рекомендуем предусмотреть предохранители в силовой и зарядной цепях. Предохранители и держатели подбираются отдельно.

Для изоляции шин и под BMS понадобится электротехнический картон. Наружную упаковку и корпус подбирайте после примерки блока.

Список для корзины

Снимите галочки с того, что уже есть. Остальные позиции добавятся к вашей корзине в указанных количествах.

Состав списка проверяется. Без нажатия кнопки ничего не добавляется.

Инструменты

• Точечная сварка для никелевой ленты 0,2 мм и заготовки для проб.
• Мультиметр, тестер ёмкости и прибор для сравнения внутреннего сопротивления ячеек.
• Паяльная станция для проводов, стриппер, бокорезы, изолированный инструмент.
• Нагрузочный стенд, измеритель тока и датчик температуры.

Работайте на негорючей непроводящей поверхности, в защитных очках. Снимите кольца и часы, уберите свободный металл. Уже соединённые участки закрывайте изоляцией.

1. Проверяем элементы

1. Осмотрите все 65 ячеек. Вмятины, коррозия, повреждённая оболочка и следы перегрева — повод отложить элемент.
2. Пронумеруйте ячейки. При одинаковых условиях измерьте напряжение, ёмкость и внутреннее сопротивление.
3. Перед параллельным соединением выровняйте заряд подходящим для отдельных Li-ion ячеек оборудованием. Для этого проекта ориентир по разбросу — не более 0,05 В; этого недостаточно для отбора без измерения ёмкости и сопротивления. Не соединяйте элементы с большой разницей напрямую.
4. Распределите ячейки по тринадцати группам: в каждой пять элементов с близкими параметрами. Суммарная ёмкость групп должна быть сопоставимой.

2. Делаем сухую раскладку

1. Соберите холдеры без сварки. Проверьте габариты и направление выхода кабелей.
2. BMS поставьте вертикально в правом торце блока. На схеме её место — 15×69 мм, по высоте — 57 мм. Между платой и токоведущими частями нужна изолирующая прокладка; плату и провода закрепите отдельно.
3. Наденьте изолирующие кольца на плюсовые торцы. Подготовьте прокладки под последовательные перемычки и в местах пересечения проводников.
4. Подпишите группы G1–G13 и полюса на схеме с двух сторон. После переворота блока проверяйте метки: рисунок обратной стороны зеркалится.

3. Свариваем блок

Здесь используем никель 0,2×6 мм. Режим подберите на пробных заготовках с теми же материалами и проверьте прочность соединения. Универсального значения импульса для разных аппаратов нет.

1. Сначала соедините пять элементов каждой параллельной группы: плюсы с плюсами, минусы с минусами. После каждой группы проверьте напряжение и качество точек.
2. По размеченной схеме соедините плюс G1 с минусом G2, затем G2 с G3 — до G13. Между соседними группами предусмотрите пять коротких параллельных путей тока, а не один узкий мостик.
3. После каждого последовательного соединения измеряйте напряжение от общего минуса: оно должно увеличиваться на напряжение одной группы. При неожиданном значении или знаке остановитесь и проверьте схему.
4. Подготовьте распределённый отбор тока от крайних групп. Осмотрите шины, уберите обрезки и острые концы ленты.

Не паяйте провода прямо к корпусу ячейки. Припаивайте их к предусмотренным приваренным выводам, вдали от элементов. Прожог или повреждённую точку повторным нагревом не исправляют.

4. Готовим выводы и BMS

Нужна BMS именно для Li-ion 13S / 30 А. У артикула 95 описание и фото расходятся по габаритам, точная модель пока не подтверждена. До электрического монтажа сверьте маркировку платы, штатный шлейф и её схему. Схему 10S или LiFePO4 сюда не переносите.

• Силовой вывод: AWG14, красный и чёрный проводники по 10 см, XT60 «мама» на батарее.
• Зарядный: AWG18 по 10 см, панельный DC 5,5×2,1. Центр «+», наружный контакт «−». Это исполнение согласовано с ЗУ 54,6 В / 2 А.
• Проверьте контакты гнезда мультиметром. Если есть третий переключаемый вывод, неиспользуемый контакт изолируйте.

Сначала подготовьте и изолируйте разъёмы без соединения с блоком. Велосипед и зарядное пока не подключайте. Нагрев проводов, перемычек и разъёмов проверяется вместе с готовой батареей.

5. Проверяем шлейф и подключаем BMS

На время сварки и пайки измерительный разъём вынут из BMS. На блоке обозначьте B0 — общий минус, B1 — плюс первой группы, далее до B13 — общего плюса.

Таблица показывает точки батареи, а не порядок пинов разъёма. Физические пины, цвета проводов и последовательность подключения сверяйте с руководством именно вашей 13S-платы. До подтверждения модели подключать шлейф к плате нельзя.

В столбце справа — пример для групп по 3,6 В. При сборке проверяют фактические измерения, а не выставляют эти значения.

1. Подключите промаркированные провода к своим точкам на блоке. Изолируйте соединения и закрепите шлейф от натяжения.
2. На свободном разъёме измерьте пары соседних групп: B0–B1, B1–B2… B12–B13. При правильном направлении щупов каждая пара даёт положительное напряжение одной группы. Не замкните соседние контакты щупом.
3. Проверьте нарастающее напряжение от B0 до B1…B13 и сравните сумму с напряжением блока.
4. После проверки всех измерений подключите BMS только в порядке, указанном в руководстве фактически поставленной модели. Универсальный порядок для неизвестной платы здесь не задаём. Перед включением ещё раз сверьте батарейный и внешний отрицательные выводы.

6. Проверяем заряд и нагрузку

1. Без велосипеда измерьте выход XT60 и DC в режиме постоянного напряжения. Проверьте знак и полярность обоих разъёмов, в том числе штекера зарядного.
2. Если выхода нет, проверьте подключение и условия активации по руководству BMS. Не обходите BMS перемычкой между батарейным и внешним минусом.
3. Первую зарядку ЗУ 54,6 В / 2 А проводите под наблюдением, при допустимой для ячеек температуре. Проверяйте все тринадцать групп отдельно: общие 54,6 В не исключают перезаряда одной группы.
4. При необычном разбалансе, запахе или локальном перегреве остановите зарядку и выясните причину.
5. На стенде начните с малой нагрузки и повышайте её ступенями в пределах проекта. Записывайте ток, время, просадку, температуру воздуха и нагрев элементов, BMS, шин и выводов. После упаковки проверку повторите.

Не проверяйте защиту намеренным коротким замыканием, перезарядом или глубоким разрядом. Если нет оборудования для контролируемого теста, готовый блок до установки должен проверить специалист.

7. Упаковываем и устанавливаем

• Закройте шины изоляцией, защитите кромки и места прохода проводов. BMS должна быть закреплена через изолирующую прокладку.
• Сделайте разгрузку кабелей: провода и разъёмы не должны держать вес батареи. Если у платы есть штатный термодатчик, установите его по руководству.
• Подберите корпус и наружную оболочку. Одна термоусадка не защищает от ударов и воды. Не перегревайте элементы при усадке.
• Повторите проверку полярности, зарядки и нагрузки в окончательном исполнении. На велосипеде исключите перемещение блока, трение проводов, контакт с колесом и попадание воды.
• Подпишите батарею: Li-ion 13S, класс 48 В, заряд 54,6 В, ёмкость, разъёмы, дата сборки. Рабочий ток указывайте по результатам проверки готовой АКБ.

Что чаще всего путают

• «BMS на 30 А — значит, батарея тоже на 30 А». Ограничение может оказаться в шинах, сварке, проводах или охлаждении.
• Полярность после переворота блока. Пользуйтесь метками на обеих сторонах и проверяйте каждое новое соединение.
• Шлейф вставлен до окончания монтажа. Подключайте его после проверки всех контрольных точек.
• Минус зарядки выведен на B−. Он должен идти через управляемый порт BMS по схеме фактической платы.
• Зарядное выбрано только по надписи «48 В». Нужны 54,6 В для Li-ion 13S, DC 5,5×2,1 и правильная полярность.

Обсудить комплект с Дмитрием

Укажите «13S5P на DMEGC 26E», ток контроллера и доступные размеры. В подборе можно сравнить компоненты с готовой АКБ и изготовлением, сохранить PDF и скопировать расчёт.